过渡金属催化与电化学协同的碳氢键活化研究进展

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问题:

润色,使表达更准确和更有逻辑性 过渡金属催化的碳氢键活化反应可以从简单的碳氢键出发,无需对底物进行预先官能团化。目前已发展成为构建碳碳键或碳杂键的强有力的方法之一。近些年来,随着有机电化学领域的迅速发展,通过过渡金属和电化学协同催化的碳氢键活化反应也被广泛报道。例如,史炳锋和Ackermann等人利用廉价过渡金属Co和手性配体实现的一系列不对称转化反应,以及徐海超和梅天胜等人利用消旋或手性铑催化剂实现的碳氢键活化反应等等。这类电氧化反应可以利用阳极氧化替代传统反应中化学计量的金属氧化物,避免了反应废弃物的产生,成功实现了复杂有机分子的绿色合成。到目前为止,主要有两种策略成功地将电化学介导的碳氢键活化反应应用到螺环骨架分子地构建上。其一,利用底物上烯醇的导向作用,实现过渡金属催化的碳氢键活化以及不饱和键的选择性插入过程,所形成的环金属中间体经过异构化和还原消除生成最终的[3+2]螺环化产物;其二,芳香或杂芳香化合物通过邻位碳氢键活化后形成的环金属中间体与环状的不饱和烯酮类底物(如马来酰亚胺)配位,进而生成[4+1]的螺环化产物。

回答:

过渡金属催化的碳氢键活化反应能够直接从简单的碳氢键出发,无需对底物进行预先官能团化,已成为构建碳-碳键或碳-杂键的强有力方法之一。近年来,随着有机电化学领域的迅速发展,过渡金属与电化学协同催化的碳氢键活化反应也得到了广泛报道。例如,史炳锋和Ackermann等人利用廉价的过渡金属钴(Co)和手性配体实现了一系列不对称转化反应;徐海超和梅天胜等人则利用消旋或手性铑催化剂实现了碳氢键活化反应。这类电氧化反应通过阳极氧化替代传统反应中化学计量的金属氧化物,避免了反应废弃物的产生,从而成功实现了复杂有机分子的绿色合成。

目前,主要有两种策略成功地将电化学介导的碳氢键活化反应应用于螺环骨架分子的构建。第一种策略是利用底物上烯醇的导向作用,实现过渡金属催化的碳氢键活化以及不饱和键的选择性插入过程。所形成的环金属中间体经过异构化和还原消除,生成最终的[3+2]螺环化产物。第二种策略是通过芳香或杂芳香化合物的邻位碳氢键活化,形成的环金属中间体与环状的不饱和烯酮类底物(如马来酰亚胺)配位,进而生成[4+1]的螺环化产物。